Geologia e relevo. A maior parte do estado de Tocantins encontra-se a menos de 500m de altitude e caracteriza-se por grandes superfícies aplainadas de rochas cristalinas e sedimentares. Quatro unidades integram o quadro morfológico: (1) o planalto cristalino do Araguaia-Tocantins, a região mais elevada, que ocupa o sul do estado, com altitudes de 300 a 600m; (2) o planalto sedimentar do nordeste, composto por um conjunto de chapadas de arenito e lençóis de basalto na área limítrofe entre o Maranhão e Tocantins; (3) o planalto sedimentar do São Francisco, um vasto chapadão arenítico situado ao longo da divisa Tocantins-Bahia; e (4) a planície aluvial do médio Araguaia, entre Tocantins e Mato Grosso, uma antiga planície de inundação, com periódica deposição de aluviões, onde se encontra a maior ilha fluvial do mundo, a do Bananal.
Clima e hidrografia. Predomina no estado o clima do tipo Aw (clima de savana, com inverno seco e chuvas de verão), com médias termométricas que variam entre 25°C, ao norte, e 22°C, ao sul. A pluviosidade média anual é de 1.600mm, concentrada no período do verão.
A rede hidrográfica do estado de Tocantins é formada principalmente pelos rios que correm para o rio Tocantins ou seu afluente, o Araguaia. De regime tropical, esses rios têm cheias e vazantes de acentuado contraste, mas não experimentam seca, pois o subsolo poroso garante a infiltração e o armazenamento de água.
Vegetação. Os campos cerrados, vegetação predominante, recobrem mais de noventa por cento do território do estado. As manchas florestais resumem-se praticamente aos vales dos rios Tocantins e Araguaia. Neste último, as matas assumem, por vezes, a forma de cerradão, transição entre o cerrado e a floresta.
